Prove di laboratorio sull'acciaio: quanti campioni servono
Prove di laboratorio sull'acciaio: quanti campioni ogni 30 t, quanto lunghi gli spezzoni e come si compila il verbale di prelievo. Guida NTC 2018.
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Una parete intonacata, nessuna informazione su quanti paramenti abbia, che cosa ci sia nel mezzo e con quale malta sia stata costruita: da qui parte quasi ogni verifica su un edificio esistente. Questa guida spiega come si progetta una campagna di indagini diagnostiche sulla muratura secondo le NTC 2018 e la Circolare 7/2019: quali prove esistono, che cosa restituisce ciascuna, come i risultati entrano nel calcolo.
Le indagini diagnostiche sulla muratura servono a stabilire quale riga della Tabella C8.5.I della Circolare 7/2019 il progettista può usare, e se il modello a parametri meccanici equivalenti abbia senso. Il principio è nel §8.5 delle NTC 2018: sull’esistente le situazioni sono le più diverse, quindi il modello va giustificato caso per caso. Non un pacchetto di prove, ma un piano motivato.
Il passaggio decisivo è nel §C8.5.3.1: i dati della Tabella C8.5.I valgono, tranne l’ultima riga, per una muratura di due paramenti accostati con nucleo interno di limitato spessore, e va prima valutato se il pannello si comporti unitariamente rispetto alle sollecitazioni verticali e a taglio — altrimenti quella modellazione ha poco significato. Ecco perché si guarda dentro il muro. Le NTC vogliono indagini motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche, con valutazione dell’impatto conservativo sui beni tutelati ex D.Lgs. 42/2004.
Una campagna non è un elenco di tecniche: è la gerarchia a tre livelli del §C8.5.3.1, che sale dagli esami visivi ai saggi sistematici fino alle prove dirette, di cui il progettista stabilisce tipologia e quantità. In sostituzione di queste si possono considerare prove eseguite su altre costruzioni della stessa zona, con comprovata corrispondenza tipologica per materiali e morfologia.
| Livello di prova | Che cosa prevede la Circolare | Livello di conoscenza |
|---|---|---|
| Prove limitate | Esami visivi, rimozioni di intonaco, aree omogenee, rilievo della tessitura e stima della sezione | LC1 |
| Prove estese | Saggi nello spessore ed endoscopie, analisi delle malte e, se significative, degli elementi, prove penetrometriche, sclerometriche, soniche, termografiche, radar, martinetti piatti | LC2 |
| Prove esaustive | Compressione su pannelli o con martinetti doppi, compressione e taglio, compressione diagonale, taglio diretto sul giunto | LC3 |
Il livello di prova è una delle condizioni dell’LC: il §C8.5.4 chiede, per lo stesso livello, anche analisi storico-critica, rilievo geometrico e indagini sui dettagli.
Sulla muratura, a differenza del calcestruzzo armato — per cui la Circolare almeno indica quantità orientative —, non è indicata alcuna quantità: varietà tipologica e stratificazioni rendono priva di significato la prescrizione di una precisa quantità e tipologia di indagini. Servono protocolli di comprovata validità e un piano indirizzato dai dati preliminari.
Non esiste un prezzo a metro quadro: il preventivo dipende dalle prove che il livello di conoscenza obiettivo comporta. Pesano poi:
Sulla muratura il carotaggio è uno strumento stratigrafico, non una prova di resistenza: il comportamento di un composito dipende dall’assemblaggio, non dal cilindro estratto, e la Circolare raccomanda cautela sulle prove di laboratorio per campioni estratti in situ. È la differenza rispetto ai carotaggi su calcestruzzo e cemento armato, dove la carota è il provino: i carotaggi nella muratura si progettano sulla sezione da attraversare, non sul provino da ricavare.
La carota restituisce numero e spessore dei paramenti, ampiezza e qualità del nucleo, vuoti, natura e conservazione della malta, collegamenti trasversali, degrado. Ognuno di questi dati ha una ricaduta sul calcolo:
Sul prelievo non ci sono numeri normati: né il diametro né la profondità sono prescritti. Li detta l’obiettivo, che è la sezione — se la carota non attraversa l’intero spessore, la lettura resta incompleta.
Il §8.5.3 delle NTC stabilisce che, per le prove di cui alla Circolare 8 settembre 2010 n. 7617/STC, prelievo dei campioni ed esecuzione delle prove siano effettuati a cura di un laboratorio di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001. La Circolare 7/2019 circoscrive la riserva alle prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione, e la motiva: il carotaggio è già una prima analisi almeno qualitativa di resistenza del campione, ed è in grado di influenzarla in maniera determinante.
Il carotaggio su muro in pietra si esegue con carotatrice a corona diamantata. Su pietrame disordinato e conci sbozzati, tanto più con riempimento a sacco, i carotaggi sulle murature contano più che altrove: sono le tipologie più disomogenee e più esposte all’instabilità dei paramenti. C’è anche un ritorno immediato sul calcolo: sui conci sbozzati, se si riscontra la sistematica presenza di zeppe profonde in pietra che migliorano contatti e ammorsamento, la Tabella C8.5.I ammette in nota un coefficiente pari a 1,2 sulle resistenze tabellate.
I metodi non distruttivi, dice la norma, servono a estendere all’intero edificio i risultati ottenuti localmente con prove distruttive o mediamente distruttive: estensione, non sostituzione.
L’endoscopia è citata espressamente tra le prove estese, come strumento dei saggi nello spessore murario: riconosce morfologia interna, qualità del nucleo e collegamenti trasversali, ed è complementare al carotaggio, che le dà l’accesso. I saggi sotto intonaco aggiungono forma degli elementi, regolarità dei corsi, listature, natura delle malte, e si aprono dove il collegamento decide il comportamento: cantonali, appoggi dei solai e incatenamenti, la cui efficacia merita — dice la Circolare — attenzione particolare.
Le prove soniche valutano l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione: dicono dove la muratura cambia, non quanto resiste. Lo scrive la Direttiva P.C.M. 9 febbraio 2011, che le classifica tra le tecniche non distruttive di tipo indiretto e avverte che non forniscono stime quantitative attendibili. La lettura utile è comparativa, fra zone omogenee dello stesso edificio.
L’impiego che la norma valorizza di più è nella nota alla Tabella C8.5.II: i coefficienti correttivi per le iniezioni di miscele leganti vanno commisurati all’effettivo beneficio apportato alla muratura, riscontrabile in esecuzione con l’iniettabilità e a posteriori con prove soniche o similari. Senza quel riscontro non sono applicabili. Le soniche non compaiono invece nella Tabella C8.5.III fra i metodi che aggiornano i parametri, e nemmeno georadar e termografia. Sono infine altra cosa dalle prove soniche sui pali di fondazione.
I valori della Tabella C8.5.I, tranne l’ultima riga, presuppongono condizioni precise: malta di calce di modeste caratteristiche, con fm tra 0,7 e 1,5 N/mm², assenza di ricorsi o listature, paramenti semplicemente accostati o mal collegati, tessitura a regola d’arte per gli elementi regolari, muratura non consolidata. Se usi la tabella senza analizzare la malta, stai assumendo quella malta senza saperlo.
| Resistenza media a compressione della malta (fm) | Conseguenza sui valori della Tabella C8.5.I |
|---|---|
| Inferiore a 0,7 N/mm² | Coefficiente 0,7 sulle resistenze e 0,8 sui moduli elastici, ai soli fini della verifica sismica |
| Tra 0,7 e 1,5 N/mm² | Condizione di riferimento su cui i valori di tabella sono tarati |
| Superiore a 2 N/mm², muratura di mattoni | Malta buona: coefficiente correttivo pari a fm^0,35 |
Soglia e coefficiente dell’ultima riga valgono solo per la muratura di mattoni: sulle altre la malta buona non ha soglia quantificata.
I campioni di malta si prelevano in profondità, per non risentire del degrado superficiale; in opera si eseguono prove sclerometriche, penetrometriche e analisi chimiche, con riferimento alla UNI 11305:2009: è la caratterizzazione chimica delle malte a riconoscere legante e aggregato. Un limite: la UNI EN 1015-11 riguarda provini prismatici in stampi, che da un giunto storico non si ricavano, quindi fm resta una stima.
Sugli elementi si determina la resistenza a compressione secondo la UNI EN 772-1, con carico normale al letto di posa; sui lapidei si aggiunge la caratterizzazione litologica. Solo per blocchi squadrati o artificiali pieni o semipieni, da prove su elementi e malta si stima fk con i metodi del §11.10.3.1.2 delle NTC, e da fk la resistenza media come f = 1,25 fk: sulle tessiture irregolari la strada non è percorribile. Un ultimo dato si misura con un calibro: nei mattoni pieni i valori vanno ridotti se i giunti superano i 13 mm, con 0,7 sulle resistenze e 0,8 sui moduli.
La Tabella C8.5.III associa a ogni metodo di misura diretta il parametro restituito e un coefficiente: più è basso, più la norma dà credito alla misura rispetto al valore di tabella.
| Metodo di prova | Parametro | Coefficiente |
|---|---|---|
| Compressione diretta su porzione di parete muraria | E ; f | 1,5 ; 1 |
| Martinetto piatto doppio | E ; f | 1,5 ; 2 |
| Compressione e taglio su pannello isolato (tipo Sheppard) | G ; τ0 e fv0 | 1,5 ; 1 |
| Compressione diagonale | G ; τ0 | 1,5 ; 1 |
| Taglio diretto sul giunto | fv0 | 2 |
| Prove di laboratorio sui costituenti | fb, fm, fg | 2 |
La Circolare avverte che l’incertezza legata al metodo di misura non si riduce aumentando il numero di prove. I martinetti piatti compaiono due volte nella gerarchia — moderatamente distruttivi al livello esteso, prova di compressione all’esaustivo: fanno salire di livello senza isolare un pannello. Che cosa misura ciascuna configurazione lo trovi in come funziona il martinetto piatto singolo e doppio.
Sul taglio il peso maggiore è condiviso da compressione diagonale e compressione e taglio su pannello isolato, entrambe con coefficiente 1; il taglio diretto sul giunto si ferma a 2. La prima porta una regola preziosa: quando ne è desunto il parametro, la resistenza a trazione per fessurazione diagonale ft si assume pari al carico diagonale di rottura diviso per due volte la sezione media del pannello, t(l+h)/2; e ft vale 1,5 τ0.
E la scelta non è indifferente: le murature a tessitura irregolare rompono per trazione diagonale, governata da τ0; quelle regolari fessurano a scaletta attraverso i giunti, governate da fv0, oppure attraverso gli inerti, governate da fv,lim. La prova si sceglie dal criterio di resistenza adottato per l’analisi — sapendo che quelle su pannello isolato la Direttiva P.C.M. 2011 le definisce molto o fortemente invasive.
I valori si prendono dalle tabelle solo se la muratura è riconducibile alle tipologie delle Tabelle C8.5.I e C8.5.II. Verificato questo: a LC1 le resistenze sono i minimi degli intervalli e i moduli elastici i valori medi; a LC2 le resistenze diventano i valori medi; a LC3 la tabella dà una distribuzione a priori, aggiornabile con le misure in sito, e se la media delle prove dirette è molto diversa l’accettabilità va motivata. Il resto è nella guida ai livelli di conoscenza LC1, LC2 e LC3.
Che cosa cambia quando l’indagine trova un muro migliore di quello di riferimento si legge nella Tabella C8.5.II: collegamenti trasversali sistematici valgono 1,5 sul pietrame disordinato, 1,3 sulle pietre a spacco, 1,2 sui blocchi lapidei squadrati; una malta buona vale 1,5 e 1,3 sulle prime due. Solo la malta buona agisce anche sui moduli E e G, e i coefficienti si combinano in forma moltiplicativa al più a due a due.
Quasi tutti nascono nello stesso punto: il piano scritto dopo il preventivo invece che dopo il rilievo.
Sì, con carotatrice a corona diamantata. La finalità è leggere la sezione — paramenti, nucleo, vuoti, collegamenti trasversali — e prelevare campioni di malta e di elementi, non misurare la resistenza del pannello. Il foro va spinto, di norma, a tutto lo spessore: diametri e profondità non sono normati.
Dipende da fattori da definire prima: numero di punti e prove di laboratorio associate, spessore murario, accessibilità e quota, intonaci da rimuovere, ripristino dei fori, logistica. Si preventiva sul piano di indagine, non a metro.
Per le prove richiamate dalla Circolare 7617/STC del 2010 il §8.5.3 delle NTC affida prelievo ed esecuzione a un laboratorio di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001; la Circolare 7/2019 precisa che la riserva riguarda le prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione.
Valutano l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione ed estendono all’edificio i risultati ottenuti localmente con prove distruttive, ma non danno stime quantitative attendibili. La Circolare le indica anche come riscontro dell’efficacia delle iniezioni di miscele leganti.
Solo se la muratura è riconducibile alle Tabelle C8.5.I e C8.5.II, e restando ai valori minimi degli intervalli. Attenzione però: anche quel livello, LC1, richiede le prove limitate — esami visivi, rimozioni di intonaco, rilievo della tessitura e stima della sezione.
Se ne ottiene una stima. La UNI EN 1015-11 riguarda provini prismatici in stampi, che da un giunto storico non si ricavano: si usano prove sclerometriche e penetrometriche in sito e analisi su frammenti prelevati in profondità.
No. Endoscopia, prove soniche, termografia e radar non compaiono nella Tabella C8.5.III fra i metodi di indagine diretta: classificano la tipologia muraria ed estendono all’edificio la lettura locale. Per aggiornare i valori medi servono le prove dirette di quella tabella.
IPCS S.r.l. è un laboratorio prove sui materiali da costruzione con sede a Frosinone e operativo in tutta Italia. Una precisazione che ti evita un errore di pianificazione: sulle costruzioni esistenti il prelievo per le prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione la legge lo riserva ai laboratori di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001, ed è a loro che il progettista deve rivolgersi. Il resto della campagna è il nostro campo: endoscopie, georadar, termografia, prove soniche e martinetti piatti su muratura, caratterizzazione e analisi chimiche delle malte.
Richiedi un preventivo gratuito oppure scrivi a preventivi@ipcs-srl.com indicando tipologia muraria e spessore, zone omogenee o corpi di fabbrica, accessibilità e quota dei punti, presenza di vincolo, livello di conoscenza obiettivo dichiarato dal progettista e località del cantiere: sono gli elementi per preventivare il piano.
Immagine di copertina: August Geyler, Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 4.0 (ritaglio).
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